Массивные звезды производят свет и тепло через ядерный синтез, но когда топливо заканчивается, внутреннее давление умирающего светила постепенно падает, гравитация побеждает, и звезда начинает стремительно сжиматься. Теория говорит, что коллапс должен продолжаться до состояния сингулярности — точки бесконечной плотности и кривизны пространства‑времени. Так рождается черная дыра.
Несмотря на то, что существование черных дыр уже давно признано наукой, эти загадочные объекты продолжают ставить перед учеными серьезные вопросы. Как масса в миллиарды солнечных может уместиться в бесконечно малой точке? Что реально происходит там, где известные ученым законы физики перестают работать? Дополнительной проблемой становится то, что все, что пересекает горизонт событий черной дыры, становится навсегда недоступным для наблюдений.
Из-за этих нерешенных проблем некоторые ученые предполагают, что хотя бы часть объектов, которые считаются черными дырами, на самом деле могут быть чем-то совершенно иным. Одна из предложенных альтернатив — так называемый гравастар (от gravitational vacuum star, «гравитационная вакуумная звезда»). Снаружи этот объект, согласно расчетам, почти неотличим от черной дыры: он сверхкомпактный, чудовищно массивный и обладает сильнейшей гравитацией. Но, в отличие от черной дыры, у гравстара нет ни сингулярности, ни настоящего горизонта событий.
Однако на протяжении десятилетий остается актуальным один важный вопрос: как вообще могут формироваться гравастары, если они все-таки существуют? Теоретические физики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла предложили ответ на этот вопрос — первое динамическое решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна.
Согласно их работе, коллапс массивной звезды может запустить рождение миниатюрной вселенной внутри коллапсирующей материи. Эта новорожденная вселенная была бы похожа на Большой взрыв, породивший наш космос. Как и в нашей Вселенной, темная энергия будет управлять ее расширением.
По мере расширения мини-вселенная давит наружу против притяжения гравитации. Эта противодействующая сила может остановить коллапс до образования черной дыры. Результатом становится стабильный баланс между коллапсирующим звездным материалом и расширяющейся внутренней вселенной — гравастар.
«Большой взрыв возникающей вселенной может развернуться, когда звезда уже почти коллапсировала до состояния черной дыры», — объясняет Ямпольски, разработавший это решение в рамках своей магистерской диссертации.
Профессор Реццолла подчеркнул важность изучения всех возможных альтернатив: «Когда мы ищем альтернативы черным дырам, это вовсе не значит, что мы подвергаем сомнению их существование. Но ученым, и особенно физикам-теоретикам крайне важно сохранять непредвзятый подход к тому, чего мы не знаем, и исследовать как общепринятые теории, так и более экзотические и неожиданные гипотезы».
Ранее астрономы нашли новое объяснение появления «маленьких красных точек».
